Practica 6 Principios De Termo

Introducción

Manejaremos la ley de los gases ideales, la cual es la fórmula que dicta el comportamiento de un gas ficticio, ideal compuesto por partículas puntuales, que no tiene atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son elásticos.

Entonces, por lo anterior un gas ideal tiene un volumen mínimo en la separación entre sus moléculas en comparación con el volumen total, de aquí podemos suponer que existe una gran atracción entre sus moléculas. Como regla: si un gas se encuentra a presiones bajas y altas temperaturas, sus moléculas se encuentran muy separadas entre sí.

En esta práctica comprobaremos la presión absoluta de masa de aire comprimido, que debería comportarse de forma predecible por la ecuación de los gases ideales.

Entenderemos la relación entre presión y volumen.

P = presión absoluta

T = temperatura absoluta

v = volumen específico

R = constante particular del gas

Objetivos

a) Calcular la presión absoluta en una masa de aire comprimido con el empleo de la ecuación resultante del gradiente de presión.

b) Determinar el volumen que ocupa una masa de aire comprimido en un tubo cilíndrico.

c) Establecer la relación que existe entre la presión absoluta de una masa de aire y el volumen que ocupa, manteniendo su temperatura constante.

d) Concluir respecto a la aplicación de la ley de Boyle al aire atmosférico y un supuesto comportamiento como gas ideal.

e) Calcular algunas de las propiedades, tanto intensivas como extensivas, del aire tales como la masa m, la densidad ρ, el peso específico γ, la densidad relativa δ, el volumen específico v y la temperatura absoluta T.

f) Calcular el trabajo realizado sobre el gas ideal al comprimirlo desde su volumen inicial hasta el final, en un proceso isotérmico.

Equipo y materiales

1 termómetro: rango -20 [°C] a 50 [°C], resolución de 1 [°C].

1 flexómetro: rango 0 [m] a 3 [m], resolución de 1[mm].

1 calibrador con vernier: rango 0 [cm] a [19 cm], resolución 1 [mm].

1 Barómetro de mercurio, elaborado con una manguera de 4 [mm] de diámetro interior

1 jeringa de plástico

1 par de guantes quirúrgicos (proporcionado por los alumnos)

Desarrollo Experimental

En la actividad 1 registramos los valores de las propiedades del entorno como la temperatura empirica y la absoluta, además de la presión manométrica y absoluta. Se toman los valores de 9.78 (m/s) para g y 13600(kg/m3) para ρHg

Temperatura empírica θ= 20 (°C) y Tabs= 293.15 (K)

Pman=0 (Pa) y Pabs=77144.6 (Pa)

La actividad 2 de la práctica 6 consistió en obtener un valor aproximado de la sección transversal del tubo de plástico que contenía al mercurio y al aire que sería nuestro objeto de estudio. La medición del diámetro que se necesitaba se hizo con el vernier de metálico que nos proporcionó una precisión 0.01 cm.

Diámetro= .48 (cm) y área=0.18095 (cm2)

Vaire=5.1753 (cm3)

La actividad 4 fue la que mayor tiempo requirió a pesar que los profesores dejaron el arreglo listo que en la actividad 3 se sugiere los alumnos realicen, para que nosotros solo lo manipularamos con el fin obtener las mediciones que nos interesaban. Estas se obtenías mediante el aumento en un cm de altura de la parte de mercurio que estaba en contacto con el aire confinado del sistema y reducir obviamente un cm en la altura del aire confinado, y esto se conseguía mediante el aumento de tamaño en la columna de mercurio en el otro lado del sistema. Las lecturas arrojadas se muestran en la siguiente tabla:

l (cm) V (cm3) Z1 (cm) Z1 (m) V (x10-6 m3) (Po)abs (Pa) (Po)absV(m3)

28.6 5.1735 0 0 5.1735 x10-6 77144.6 0.39906

27.6 4.9943 2.4 0.024 4.9943 x10-6 80336.8 0.40120

26.6 4.8134 4.4 0.044 4.8134 x10-6 82996.93 0.39946

25.6 4.6324 7.6 0.076 4.6324 x10-6 87253.2 0.40419

24.6 4.4515 9.8 0.098 4.4515 x10-6 90179.38 0.40143

23.6 4.2706 12 0.12 4.2706 x10-6 93105.56 0.39762

22.6 4.0896 15.4 0.154 4.0896

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